一种非接触式弹簧长度测量仪的设计.pdf

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1、10.16638/j.cnki.1671-7988.2016.06.046一种非接触式弹簧长度测量仪的设计12可杰，张袁娟（1.郑州宇通客车股份有限公司，河南郑州450016；2.河南工程学院安全工程学院，河南郑州451191）摘要：文章利用变间隙电容原理设计了一种非接触式弹簧长度测量系统，并对系统的基本工作原理、结构和电路设计原理进行了阐述，实践证明，该产品精度高，价格低廉，且具有一定的开发价值。关键字：电容；变间隙电容；非接触式测量；位移测量中图分类号：U468.4文献标识码：A文章编号：1671-7988(2016)06-134-02Designofanoncontacttypes

2、pringlengthmeasuringinstrument12KeJie,ZhangYuanjuan（1.ZhengZhouYutongBusCo.Ltd.,HenanZhengzhou450016;2.DepartmentofSafetyEngineering,HenanInstituteofEngineering,HenanZhengzhou451191）Abstract:Thevariablegapcapacitiveprincipletodesignanon-contactspringlengthmeasurementsystem,andthebasicworkingprinc

3、iple,circuitstructureanddesignprinciplearedescribed.Itisprovedthattheproductsofhighprecision,lowprice,andhascertainvalue.Keywords:capacitance;Variablegapcapacitance;Noncontactmeasurement;DisplacementmeasurementCLCNO.:U468.4DocumentCode:AArticleID:1671-7988(2016)06-134-02快速测量又价格便宜的弹簧测量设备是提高其产品市场竞争

4、引言力的保证。基于此本文介绍了一种非接触式在线测量弹簧长度的测量系统。近年来随着汽车工业、国家制造业的快速发展，弹簧作为基础零部件之一，需要一个超前的发展期才能适应整个国1、测量系统的基本原理家工业的快速发发展。然而，目前我国弹簧行业在整个制造业中属于小行业，基本以中小企业为主，甚至很多是手工作坊式或者是由手工作坊发展而来，生产设备和检测设备比较落后，所生产的弹簧应用在低端产品中可以满足精度要求，但是对于仪用或高端产品，装配弹簧需要成对匹配安装时要[1]求弹簧精度较高，不能满足精度要求。虽然国外有精密的图1变间隙电容工作原理图弹簧检测设备，但价格昂贵，对大多数中小企业来说，一种相关文献表

5、明，一些厂家要求测量的弹簧是弹簧丝为直径Φ0.1mm-Φ1.1mm，弹簧直径为Φ5mm-Φ10mm的细小弹作者简介：可杰，男，河南省安阳市人，工学硕士，工程师，就职簧，长度相对误差要求在+0.2㎜以内。只要测量值在合理误于郑州宇通客车股份有限公司，从事汽车产品设计工作。基金项目：河南工程学院博士基金（D2013022）；河南省教育厅科差范围内，即为合格产品。因为在此测量过程中，所需要测学技术研究重点项目(14B440005)；国家自然科学基金（51104111）；量的是一个相对量，不是绝对测量。同时因为测量的对象为郑州市科技攻关项目（141PPTGG375)。细小弹簧，弹簧的的虎克系数比

6、较小，接触式测量极易使所135汽车实用技术2016年第6期测量的弹簧在外力的作用下发生变形，影响测量精度，由此的机头前端，在测量弹簧长度之前先进行数值标定，当弹簧只能采用非接触式方法进行测量。测量对象特殊性，决定了机挤出弹簧时，其端面与测量的传感器探头端面形成电容，可采用以微小电容的原理测量在线弹簧长度，在测量过程中，当弹簧挤出到测定长度时，停止机器，测量此时电容值并记生产过程中的弹簧断面与测量仪的断平面形成一个一个可变录数值，然后调节测量仪探头端面与所测弹簧的距离变化为参量的电容器，其基本原理可以用图1所示：正负最大偏差时，记录此时的测量数值。通过测量仪的调理平板电容器来说明。电路把对

7、电容变化的测量转化为电压的测量，由数据采集系当忽略边缘效应时，其电容量C为：统的数值标定实现电压值与弹簧长度变化的对应转化。e´e´se´sr0C==3、测量仪的软件设计dd式中：S——极板间相对覆盖面积本测控系统中电容传感器的作用就是将测量的非电物理d——极板间距离量转化为电信号，经过后续调理电路对信号进行放大、滤波、εr——相对介电常数A/D转化部分后，传输到信号控制终端并通过液晶显示器动ε0——真空介电常数态显示测量结果，实时